CN113863178A - 一种树锚式柔性防护系统及其检验评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种树锚式柔性防护系统及其检验评估方法，其包括多个锚固装置和多跨防护网；多个所述锚固装置用于固定在树木上，相邻两根树木之间均设置有一跨所述防护网，每跨防护网均匹配有4个锚固装置，同一棵树上不同跨的锚固位置在高度上保持错位，直径较小的树木底部用支撑件和混凝土平台进行加固，同时提出了一种树锚式柔性防护系统的检验评估方法，从而实现了树锚式柔性防护系统抗冲击性能的评估，特别是实现对支撑绳锚固强度的快速判断本发明适用于复杂坡地的落石拦截防护领域，防护效果良好，易于安装与修复，可随着树木的成长自行调整检测套箍的状态，对树木有良好的保护措施，绿色环保。

Description

一种树锚式柔性防护系统及其检验评估方法

技术领域

本发明涉及边坡地质灾害防护领域，特别是涉及一种树锚式柔性防护系统 及其检验评估方法。

背景技术

柔性防护系统已经广泛应用于落石、崩塌、滑坡、泥石流等边坡地质灾害 的防治中，取得显著成效。

现有技术中，中国专利文献公开了申请号为CN201520727261.3，名称为一 种改进型的柔性被动防护网，它由多跨防护网组成，每跨防护网由金属网固定 在两个钢柱之间构成；钢柱顶部的顶板上固定有一上卸扣，钢柱底部铰接在钢 柱底座上，钢柱底座上固定有一下卸扣；上支撑绳从左向右穿挂在多跨防护网 的钢柱顶部的上卸扣上，上支撑绳两端锚固在地面上，上支撑绳上经卸扣固定 有两个消能装置，两个消能装置分别位于第一跨防护网起始端和最后一跨防护 网末端之间；下支撑绳从左向右穿挂在多跨防护网的钢柱底座的下卸扣上，下 支撑绳两端锚固在地面上，下支撑绳上经卸扣固定有另外两个消能装置，该另 外两个消能装置位于端跨以内。该系统对落石的拦截与防护效果明显，但存在 以下缺陷，其一，该系统借助钢柱固定防护网，在地质条件复杂的坡面上，施 工机械难以到达，运输钢柱的成本较高，架设钢柱的施工难度较大。其二，该 系统的拉锚绳和下支撑绳锚固在地面上，面对不同且复杂的山地坡面和地质条 件，锚固的强度控制较为复杂且施工难度较大。其三，若网片受到较大的冲击 荷载导致钢柱屈曲破坏或者钢柱之间受到冲击作用，系统易发生整体崩溃，维 护工作难度大、成本高。其四，目前尚缺乏柔性防护系统的原位足尺冲击检验 和评估方法，尤其是针对锚固点处的抗拔力是否失效难以做出快速判断。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种树锚式柔性防护系统及其 检验评估方法，采用树木的树干为锚固点，解决了在地质条件复杂的坡面上， 架设钢柱的施工难度较大，导致构建边坡防护网中存在的施工困难、维护工作 难度大和成本高的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

提供了一种树锚式柔性防护系统，其包括多个锚固装置和多跨防护网；多 个锚固装置用于固定在树木上，相邻两根树木之间均设置有一跨防护网，防护 网通过锚固装置与树木固定连接；

每个锚固装置均包括一根螺纹钢杆，螺纹钢杆的两端均贯穿树木，且螺纹 钢杆与树木螺纹连接；螺纹钢杆的头端固定连接有一个卸扣；

每跨防护网均包括上支撑绳、下支撑绳、位于两侧的侧向支撑绳和弹簧绳， 上支撑绳、下支撑绳和侧向支撑绳相互连接围成矩形结构，上支撑绳、下支撑 绳和侧向支撑绳之间设置有环形网，环形网的顶部与上支撑绳穿挂连接，环形 网的底部与下支撑绳穿挂连接，环形网的两侧分别通过弹簧绳与侧向支撑绳穿 挂连接；

每跨防护网均匹配有4个锚固装置，4个锚固装置分别位于防护网的四角处， 两根侧向支撑绳的上下两端分别与卸扣固定连接，同一棵树上相邻两根螺纹钢 杆间距不小于18厘米，锚固位置在高度上保持错位。

本方案中的树锚式柔性防护系统，借助树木作为柔性防护系统的支撑构件， 替代人工架设钢柱，环形网沿着指定的树木安装，更加的贴合现场坡地地质条 件，同时可针对潜在的危险源进行自由布设，降低了施工难度，显著提升了施 工效率，节省了建造成本。

进一步地，螺纹钢杆的头端外壁上套设有垫圈，垫圈位于树木外壁和卸扣 之间。

进一步地，螺纹钢杆的底端侧设置有检测装置，检测装置包括两个检测套 箍，两个检测套箍的横截面均为四分之一的圆环结构，两个检测套箍的端部通 过铰链铰接；每个检测套箍的外壁上均设置有多个间隔均匀的限位孔；两个检 测套箍的外壁上均设置有一个第一耳板，两个第一耳板以铰链轴线为中心对称 设置；

螺纹钢杆的底端穿过铰链，且其上设置有弹簧支撑板，螺纹钢杆的底端贯 穿弹簧支撑板，并通过螺帽与弹簧支撑板连接；

弹簧支撑板的两侧对称设置有两个第二耳板，第一耳板和第二耳板之间设 置有弹簧，弹簧的两端分别与第一耳板和第二耳板连接。

进一步地，第一耳板和第二耳板上均转动设置有一根销轴，弹簧的两端分 别与两根销轴的外壁固定连接，通过人工旋转第一耳板与第二耳板保证弹簧的 轴线为一条水平直线，弹簧的轴线与所述销轴的轴线垂直。

进一步地，螺纹钢杆的底端的外壁上设置有长度刻度线。

进一步地，树木的根部浇筑有混凝土平台，混凝土平台的上表面设置有多 个支撑件，支撑件的材料为槽钢，支撑件的翼缘下端与混凝土平台的上表面固 定连接，支撑件的腹板通过多颗螺栓与树木外壁固定。

进一步地，整个树锚式柔性防护系统还包括冲击检验装置，冲击检验装置 包括冲击检验装置包括一根倾斜的滑轨，所述滑轨的两端分别锚固在坡地上游 和下游的树木上；所述滑轨从防护网上方一定高度处经过防护网，滑轨上设置 有一个带有冲击试块的滑轮，所述冲击试块为球体结构，冲击试块的材料为钢 筋混凝土，冲击试块随滑轮沿滑轨下滑，撞击防护网中心位置。

本方案还提供一种树锚式柔性防护系统的检验评估方法，其包括如下步骤：

步骤1：构建整个树锚式柔性防护系统；

步骤2：选取一跨防护网作为冲击试验对象，根据选取的试验防护网的位置， 搭建冲击检验装置；释放冲击试块，冲击试块随滑轮沿滑轨下滑，撞击防护网 中心位置；

步骤3：冲击检验装置对防护网冲击完成后，观测检验防护网环形网片是否 发生破裂，上支撑绳、下支撑绳和侧向支撑绳是否发生拉断，弹簧绳是否拉断； 树木是否发生较大角度的侧向倾斜，是否出现劈裂，直径较小的树木根部的槽 型钢支撑是否发生屈曲；

步骤4：通过观测检测装置上的弹簧是否发生压缩形变，判断螺纹钢杆的抗 拔力是否失效；

步骤5：冲击后，在不移动冲击试块的情况下，测得防护网的有效防护高度 作为剩余防护高度，剩余防护高度不应小于初始有效防护高度的70％；

步骤6：若以上结构构件均未发生破坏，弹簧未发生压缩变形，则该树锚式 柔性防护系统满足质量检测要求。

进一步地，步骤2中，搭建冲击检验装置包括以下步骤：

步骤2.1：确定冲击检验装置的起点树木和终点树木的；

起点树木与所选跨防护网网片中点的连线与网片垂直，与网片法线夹角γ的 偏差范围不超过±15°，根据起点树木与网片中点连线的延长线确定终点树木， 若试验现场没有满足条件的两棵树木，可人工架设相应钢柱来代替；

步骤2.2：在选择好的起点树木和终点树木上确定滑轨的锚固点，滑轨的两 端与锚固点连接，悬挂有冲击试块的滑轮沿该高度处架设的滑轨向下游滑动冲 击防护网时，滑轨在冲击试块重力的作用下发生挠曲，冲击处滑轨挠度达到最 大；判断冲击试块的冲击位置是否位于网片的中心和冲击试块垂直于网面的冲 击速度分量v_x是否大于5m/s，若是，则进入步骤2.3，否则返回步骤2.1；

步骤2.3：确定冲击试块的质量；

首先确定冲击试块冲击时滑轨发生挠曲后与两锚固点连线之间的夹角θ，

v_x＝v·cosβ·cosγ≥5m/s

F＝mgsinβ

联立上式得夹角θ应满足的表达式为：

然后根据夹角θ的范围，求得冲击试块质量m的初选范围：

式中：v为冲击速度，v_x为垂直于网面的冲击速度分量，s为网片中心到终 点树木的水平距离，h为冲击试块的竖直方向上的位移，α为自然状态下的滑轨 与水平方向的夹角，γ为滑轨在水平方向上的投影与网片法线方向的夹角，β为 冲击时滑轨发生挠曲后与水平方向夹角，θ为冲击时滑轨发生挠曲后与两锚固点 连线之间的夹角，Δ为冲击处上游滑轨的伸长量，l为冲击处上游滑轨的原长，E为 弹性模量，A为滑轨的截面积；

根据防护系统的设计能级、冲击试块的冲击速度以及夹角θ，选取冲击试块 的质量m，且冲击试块的最大直径d应小于试验防护网有效防护高度的1/3；

式中：E为防护系统的设计能级，v_x为垂直于网面的冲击速度分量。

进一步地，步骤4中，当弹簧发生压缩形变，螺纹钢杆的抗拔力失效，通 过读取第一耳板上的转角刻度和螺纹钢杆上的位移刻度，得到弹簧的实际伸长 量，从而得到螺纹钢杆的锚固强度差额ΔF_锚；

Δl＝Δl₀-Δl₁

F_弹＝kΔl

F_锚1＝F_冲-F_弹y1-F_弹y2

ΔF_锚＝F_锚1-F_锚0

联立得锚固强度差额ΔF_锚的表达式为：

式中：Δl₀为弹簧初始形变量，x₀为初始螺纹钢杆刻度，x₁为冲击后螺纹钢 杆刻度，l₀为弹簧原长，

为两个弹簧的弹簧轴线与竖向夹角，Δl为冲击 后的总弹簧形变量，F_弹y为弹簧弹力沿竖直方向的分量(1,2表示检测套箍两侧 的两根弹簧)，F_锚1为冲击后不发生破坏所需的锚固力，F_锚0为螺纹钢杆锚固力 设计值；锚固强度差额ΔF_锚为螺纹钢杆后续设计以及系统维护更换提供依据。

本发明的有益效果为：1、本发明借助树木作为柔性防护系统的支撑构件， 替代人工架设钢柱，环形网沿着指定的树木安装，更加的贴合现场坡地地质条 件，同时可针对潜在的危险源进行自由布设，降低了施工难度，显著提升了施 工效率，节省了建造成本。

2、本发明由多跨防护网组成，但每一跨均为独立单元，可以根据坡面上游 潜在危险源进行针对性的自主布置，更具设计灵活性。同时，每一跨的各个部 件之间均采用可拆卸连接件，可实现快速更换及维护。

3、本发明的检测套箍采用铰链的形式连接，并使用可调节的固定螺杆进行 固定，适用于不同直径的树木。同时可随着树木生长时直径的变化自行调节套 箍的张合角度，对环境造成的影响较低。

4、本发明建立了树锚式柔性防护系统的冲击检验装置及其冲击检验评估方 法，为该类柔性防护系统的性能评价提供了基础。本发明可从检测套箍上直接 读取转动角度和螺纹钢杆的轴向位移，从而换算得到弹簧的实际变形量，进一 步实现了锚固强度差额的定量评价，可为后续设计和系统维护更换提供支撑。

附图说明

图1为一种树锚式柔性防护系统的整体示意图。

图2为一跨防护网的示意图。

图3为树木两侧的结构示意图。

图4为图1中A部放大图。

图5为图1中B部放大图。

图6为检测套箍和对拉螺栓示意图。

图7为大直径树木上检测套箍俯视图。

图8为小直径树木上检测套箍俯视图。

图9为图1中C部放大图。

图10为锚固点位置计算侧视图。

图11为锚固点位置计算俯视图。

图12为检测套箍位移刻度以及转动角度刻度盘放大图。

其中，1、坡地；2、树木；3、环形网；4、上支撑绳；5、下支撑绳；6、 侧向支撑绳；7、弹簧绳；8、卸扣；9、垫圈；10、检测套箍；101、铰链；102、 固定螺杆；103、限位孔；11、螺纹钢杆；12、螺栓；13、支撑件；14、混凝土 平台；15、弹簧支撑板；16、螺帽；17、销轴；18、弹簧；19、第一耳板；20、 第二耳板；21、橡胶垫；22、滑轮；23、冲击试块；24、滑轨。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理 解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的 普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精 神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保 护之列。

如图1～12所示，本发明提供了一种树锚式柔性防护系统，设置在坡地1上， 其包括多个锚固装置和多跨防护网；多个锚固装置用于固定在树木2上，相邻 两根树木2之间均设置有一跨防护网，防护网通过锚固装置与树木2固定连接；

每个锚固装置均包括一根螺纹钢杆11，螺纹钢杆11的两端均贯穿树木2， 且螺纹钢杆11与树木2螺纹连接；螺纹钢杆11的头端固定连接有一个卸扣8； 螺纹钢杆11的头端外壁上套设有垫圈9，垫圈9位于树木2外壁和卸扣8之间。 在安装螺纹钢杆11时，螺纹钢杆11穿透树木2，垫圈9位于卸扣8与树木2之 间加以缓冲，起到缓冲保护树木2的作用，同一棵树木上相邻两根螺纹钢杆11 之间的间距不小于18厘米，锚固位置在高度上保持错位。

每跨防护网均包括上支撑绳4、下支撑绳5、位于两侧的侧向支撑绳6，上 支撑绳4、下支撑绳5和侧向支撑绳6相互连接围成矩形结构，上支撑绳4、下 支撑绳5和侧向支撑绳6之间设置有环形网3，环形网3的顶部与上支撑绳4穿 挂连接，环形网3的底部与下支撑绳5穿挂连接，环形网3的两侧分别通过弹 簧绳7与侧向支撑绳6穿挂连接；弹簧绳7的设置，增大了冲击时的变形量， 增加耗能。

每跨防护网均匹配有4个锚固装置，4个锚固装置分别位于防护网的四角处， 两根侧向支撑绳6的上下两端分别与卸扣8固定连接。本发明由多跨防护网组 成，但每一跨均为独立单元，可以根据坡面上游潜在危险源进行针对性的自主 布置，更具设计灵活性。同时，每一跨的各个部件之间均采用可拆卸连接件， 可实现快速更换及维护。

螺纹钢杆11的底端侧设置有检测装置，检测装置包括两个检测套箍10，两 个检测套箍10的横截面均为四分之一的圆环结构，两个检测套箍10的端部通 过铰链101铰接；每个检测套箍10的外壁上均设置有多个间隔均匀的限位孔103； 两个检测套箍10的外壁上均设置有一个第一耳板19，两个第一耳板19以铰链 101轴线为中心对称设置；

螺纹钢杆11的底端穿过铰链101，且其上设置有弹簧支撑板15，螺纹钢杆 11的底端贯穿弹簧支撑板15，并通过螺帽16与弹簧支撑板15连接；

弹簧支撑板15的两侧对称设置有两个第二耳板20，第一耳板19和第二耳 板20之间设置有弹簧18，弹簧18的两端分别与第一耳板19和第二耳板20连 接。

为了适应不同直径的树木2以及树木2的生长过程，通过铰链101的张合 角度、不同的限位孔103以及固定螺杆102来实现。当树木2直径较大时，铰 链101的张开角度较大，选择四个限位孔103中两端的两个限位孔103，固定螺 杆102从中穿过，将检测套箍10固定在树木2上；当树木2直径较小时，铰链 101的张开角度较小，选择四个限位孔103中内侧相邻的两个限位孔103，选择 较长的固定螺杆102从中穿过，固定螺杆102的一端套有橡胶垫21，以增大固 定螺杆102与树木2之间的摩擦力，提高检测套箍10与树木2之间连接的紧密性。

通过设置检测套箍10来检测贯穿树木2的螺纹钢杆11的抗拔力是否失效， 检测套箍10用四个固定螺杆102固定在树木2上，与螺纹钢杆11不发生直接 接触，受到冲击后，若冲击能量过大，超过螺纹钢杆11的抗拔力，螺纹钢杆11 会带动弹簧支撑板15沿该侧防护网纵向发生位移，弹簧支撑板15的位移导致 弹簧18发生压缩，若以上结构构件均未发生破坏，弹簧18未发生压缩变形， 则该系统满足质量检测要求。

检测套箍10采用铰链101的形式连接，并使用可调节的固定螺杆102进行 固定，适用于不同直径的树木2。同时可随着树木2生长时直径的变化自行调节 套箍的张合角度，对环境造成的影响较低。

第一耳板19和第二耳板20上均转动设置有一根销轴17，弹簧18的两端分 别与两根销轴17的外壁固定连接，弹簧18的轴线与螺纹钢杆11的轴线重合， 弹簧18的轴线与销轴17的轴线垂直，系统受冲击以及铰链101的张合角度发 生改变后更直观方便地观察弹簧18的形变，通过人工转动第一耳板19和第二 耳板20上的销轴17，使得弹簧18的中心线位于一条直线上，不发生弯曲。

螺纹钢杆11的底端的外壁上设置有长度刻度线，方便精确得到弹簧18的 压缩长度。可从检测套箍10上直接读取转动角度和螺纹钢杆11的轴向位移， 从而换算得到弹簧18的实际变形量，进一步实现了锚固强度差额的定量评价， 可为后续设计和系统维护更换提供支撑。

树木2的根部浇筑有混凝土平台14，混凝土平台14的上表面设置有多个支 撑件13，支撑件13的材料为槽钢，支撑件13的翼缘下端与混凝土平台14的上 表面固定连接，支撑件13的腹板通过多颗螺栓12与树木2外壁固定。为了保 证直径较小的树木2能够抵抗较大落石冲击荷载的冲击，现用混凝土在树木2 根部浇筑一混凝土平台14，支撑件13通过腹板处的四颗螺栓12固定在树木2 两侧，槽型钢支撑的翼缘下端支撑在混凝土平台14上。

整个树锚式柔性防护系统还包括冲击检验装置，冲击检验装置包括一根倾 斜的滑轨24，滑轨24穿过防护网，滑轨24上设置有一个带有冲击试块23的滑 轮22，冲击试块23为球体结构，冲击试块23的材料为钢筋混凝土，冲击试块 23随滑轮22沿滑轨24下滑，撞击防护网中心位置，提供检验时的冲击动能。

本方案还提供一种树锚式柔性防护系统的检验评估方法，其包括如下步骤：

步骤1：构建整个树锚式柔性防护系统；

步骤2：选取一跨防护网作为冲击试验对象，根据选取的试验防护网的位置， 搭建冲击检验装置；释放冲击试块23，冲击试块23随滑轮22沿滑轨24下滑， 撞击防护网中心位置；

步骤3：冲击检验装置对防护网冲击完成后，观测检验防护网环形网3片是 否发生破裂，上支撑绳4、下支撑绳5和侧向支撑绳6是否发生拉断，弹簧绳7 是否拉断；树木2是否发生较大角度的侧向倾斜，是否出现劈裂，直径较小的 树木2根部的槽型钢支撑是否发生屈曲；

步骤4：通过观测检测装置上的弹簧18是否发生压缩形变，判断螺纹钢杆 11的抗拔力是否失效；

步骤5：冲击后，在不移动冲击试块的情况下，测得防护网的有效防护高度 作为剩余防护高度，剩余防护高度不应小于初始有效防护高度的70％；

步骤6：若以上结构构件均未发生破坏，弹簧18未发生压缩变形，则该树 锚式柔性防护系统满足质量检测要求。

进一步地，步骤2中，搭建冲击检验装置包括以下步骤：

步骤2.1：确定冲击检验装置的起点树木2和终点树木2的；

起点树木2与所选跨防护网网片中点的连线与网片垂直，与网片法线夹角γ 的偏差范围不超过±15°，根据起点树木2与网片中点连线的延长线确定终点 树木2，若试验现场没有满足条件的两棵树木2，可人工架设相应钢柱来代替；

步骤2.2：在选择好的起点树木2和终点树木2上确定滑轨24的锚固点， 滑轨24的两端与锚固点连接，悬挂有冲击试块23的滑轮22沿该高度处架设的 滑轨24向下游滑动冲击防护网时，滑轨24在冲击试块23重力的作用下发生挠 曲，冲击处滑轨24挠度达到最大；判断冲击试块23的冲击位置是否位于网片 的中心和冲击试块23垂直于网面的冲击速度分量v_x是否大于5m/s，若是，则 进入步骤2.3，否则返回步骤2.1；

步骤2.3：确定冲击试块23的质量；

首先确定冲击试块23冲击时滑轨24发生挠曲后与两锚固点连线之间的夹 角θ，

v_x＝v·cosβ·cosγ≥5m/s

F＝mgsinβ

联立上式得夹角θ应满足的表达式为：

然后根据夹角θ的范围，求得冲击试块23质量m的初选范围：

式中：v为冲击速度，v_x为垂直于网面的冲击速度分量，s为网片中心到终 点树木2的水平距离，h为冲击试块23的竖直方向上的位移，α为自然状态下的 滑轨24与水平方向的夹角，γ为滑轨24在水平方向上的投影与网片法线方向的 夹角，β为冲击时滑轨24发生挠曲后与水平方向夹角，θ为冲击时滑轨24发生 挠曲后与两锚固点连线之间的夹角，Δ为冲击处上游滑轨24的伸长量，l为冲击 处上游滑轨24的原长，E为弹性模量，A为滑轨24的截面积；

根据防护系统的设计能级、冲击试块23的冲击速度以及夹角θ，选取冲击 试块23的质量m，且冲击试块23的最大直径d应小于试验防护网有效防护高度 的1/3；

式中：E为防护系统的设计能级，v_x为垂直于网面的冲击速度分量。

进一步地，步骤4中，当弹簧18发生压缩形变，螺纹钢杆11的抗拔力失 效，通过读取第一耳板19上的转角刻度和螺纹钢杆11上的位移刻度，得到弹 簧18的实际伸长量，从而得到螺纹钢杆11的锚固强度差额ΔF_锚；

Δl＝Δl₀-Δl₁

F_弹＝kΔl

F_锚1＝F_冲-F_弹y1-F_弹y2

ΔF_锚＝F_锚1-F_锚0

联立得锚固强度差额ΔF_锚的表达式为：

式中：Δl₀为弹簧18初始形变量，x₀为初始螺纹钢杆11刻度，x₁为冲击后 螺纹钢杆11刻度，l₀为弹簧18原长，

为两个弹簧18的弹簧轴线与竖向 夹角，Δl为冲击后的总弹簧形变量，F_弹y为弹簧弹力沿竖直方向的分量(1,2表 示检测套箍10两侧的两根弹簧)，F_锚1为冲击后不发生破坏所需的锚固力，F_锚0为螺纹钢杆11锚固力设计值；锚固强度差额ΔF_锚为螺纹钢杆11后续设计以及系 统维护更换提供依据。

Claims (10)

1.一种树锚式柔性防护系统，其特征在于，包括多个锚固装置和多跨防护网；多个所述锚固装置用于固定在树木上，相邻两根树木之间均设置有一跨所述防护网，防护网通过锚固装置与树木固定连接；

每个锚固装置均包括一根螺纹钢杆，所述螺纹钢杆的两端均贯穿树木，且螺纹钢杆与树木螺纹连接；螺纹钢杆的头端固定连接有一个卸扣；

每跨防护网均包括上支撑绳、下支撑绳、位于两侧的侧向支撑绳和弹簧绳，所述上支撑绳、下支撑绳和侧向支撑绳相互连接围成矩形结构，上支撑绳、下支撑绳和侧向支撑绳之间设置有环形网，环形网的顶部与上支撑绳穿挂连接，环形网的底部与下支撑绳穿挂连接，环形网的两侧分别通过弹簧绳与侧向支撑绳穿挂连接；

每跨防护网均匹配有4个锚固装置，4个锚固装置分别位于防护网的四角处，两根侧向支撑绳的上下两端分别与所述卸扣固定连接，同一棵树木上相邻两根螺纹钢杆间距不小于18厘米，锚固位置在高度上保持错位。

2.根据权利要求1所述的一种树锚式柔性防护系统，其特征在于，所述螺纹钢杆的头端外壁上套设有垫圈，所述垫圈位于树木外壁和所述卸扣之间。

3.根据权利要求1所述的一种树锚式柔性防护系统，其特征在于，所述螺纹钢杆的底端侧设置有检测装置，检测装置包括两个检测套箍，两个所述检测套箍的横截面均为四分之一的圆环结构，两个检测套箍的端部通过铰链铰接；每个检测套箍的外壁上均设置有多个限位孔；两个检测套箍的外壁上均设置有一个第一耳板，两个第一耳板以铰链轴线为中心对称设置；

螺纹钢杆的底端穿过所述铰链，且其上设置有弹簧支撑板，螺纹钢杆的底端贯穿所述弹簧支撑板，并通过螺帽与弹簧支撑板连接；

所述弹簧支撑板的两侧对称设置有两个第二耳板，第一耳板和第二耳板之间设置有弹簧，所述弹簧的两端分别与第一耳板和第二耳板连接。

4.根据权利要求2所述的一种树锚式柔性防护系统，其特征在于，所述第一耳板和第二耳板上均转动设置有一根销轴，所述弹簧的两端分别与两根销轴的外壁固定连接，旋转第一耳板与第二耳板保证弹簧的轴线为一条水平直线，弹簧的轴线与所述销轴的轴线垂直。

5.根据权利要求3所述的一种树锚式柔性防护系统，其特征在于，所述螺纹钢杆的底端的外壁上设置有长度刻度线。

6.根据权利要求4所述的一种树锚式柔性防护系统，其特征在于，树木的根部浇筑有混凝土平台，所述混凝土平台的上表面设置有多个支撑件，所述支撑件的材料为槽钢，支撑件的翼缘下端与混凝土平台的上表面固定连接，支撑件的腹板通过多颗螺栓与树木外壁固定。

7.根据权利要求1所述的一种树锚式柔性防护系统，其特征在于，还包括冲击检验装置，冲击检验装置包括一根倾斜的滑轨，所述滑轨的两端分别锚固在坡地上游和下游的树木上；所述滑轨从防护网上方一定高度处经过防护网，滑轨上设置有一个带有冲击试块的滑轮，所述冲击试块为球体结构，冲击试块的材料为钢筋混凝土，冲击试块随滑轮沿滑轨下滑，撞击防护网中心位置。

8.根据权利要求1～6任一所述的一种树锚式柔性防护系统的检验评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：构建整个树锚式柔性防护系统；

步骤2：选取一跨防护网作为冲击试验对象，根据选取的试验防护网的位置，搭建冲击检验装置；释放冲击试块，冲击试块随滑轮沿滑轨下滑，撞击防护网中心位置；

步骤3：冲击检验装置对防护网冲击完成后，观测检验防护网环形网片是否发生破裂，上支撑绳、下支撑绳和侧向支撑绳是否发生拉断，弹簧绳是否拉断；树木是否发生较大角度的侧向倾斜，是否出现劈裂，直径较小的树木根部的槽型钢支撑是否发生屈曲；

步骤4：通过观测检测装置上的弹簧是否发生压缩形变，判断螺纹钢杆的抗拔力是否失效；

步骤5：冲击后，在不移动冲击试块的情况下，测得防护网的有效防护高度作为剩余防护高度，剩余防护高度不应小于初始有效防护高度的70％；

步骤6：若以上结构构件均未发生破坏，弹簧未发生压缩变形，则该树锚式柔性防护系统满足质量检测要求。

9.根据权利要求8所述的一种树锚式柔性防护系统的检验评估方法，其特征在于，步骤2中，搭建冲击检验装置包括以下步骤：

步骤2.1：确定冲击检验装置的起点树木和终点树木的；

起点树木与所选跨防护网网片中点的连线与网片垂直，与网片法线夹角γ的偏差范围不超过±15°，根据起点树木与网片中点连线的延长线确定终点树木，若试验现场没有满足条件的两棵树木，可人工架设相应钢柱来代替；

步骤2.2：在选择好的起点树木和终点树木上确定滑轨的锚固点，滑轨的两端与锚固点连接，悬挂有冲击试块的滑轮沿该高度处架设的滑轨向下游滑动冲击防护网时，滑轨在冲击试块重力的作用下发生挠曲，冲击处滑轨挠度达到最大；判断冲击试块的冲击位置是否位于网片的中心和冲击试块垂直于网面的冲击速度分量v_x是否大于5m/s，若是，则进入步骤2.3，否则返回步骤2.1；

步骤2.3：确定冲击试块的质量；

首先确定冲击试块冲击时滑轨发生挠曲后与两锚固点连线之间的夹角θ，

v_x＝v·cosβ·cosγ≥5m/s

F＝mgsinβ

联立上式得夹角θ应满足的表达式为：

然后根据夹角θ的范围，求得冲击试块质量m的初选范围：

式中：v为冲击速度，v_x为垂直于网面的冲击速度分量，s为网片中心到终点树木的水平距离，h为冲击试块的竖直方向上的位移，α为自然状态下的滑轨与水平方向的夹角，γ为滑轨在水平方向上的投影与网片法线方向的夹角，β为冲击时滑轨发生挠曲后与水平方向夹角，θ为冲击时滑轨发生挠曲后与两锚固点连线之间的夹角，Δ为冲击处上游滑轨的伸长量，l为冲击处上游滑轨的原长，E为弹性模量，A为滑轨的截面积；

根据防护系统的设计能级、冲击试块的冲击速度以及夹角θ，选取冲击试块的质量m，且冲击试块的最大直径d应小于试验防护网有效防护高度的1/3；

式中：E为防护系统的设计能级，v_x为垂直于网面的冲击速度分量。

10.根据权利要求9所述的一种树锚式柔性防护系统的检验评估方法，其特征在于，步骤4中，当弹簧发生压缩形变，螺纹钢杆的抗拔力失效，通过读取第一耳板上的转角刻度和螺纹钢杆上的位移刻度，得到弹簧的实际伸长量，从而得到螺纹钢杆的锚固强度差额ΔF_锚；

Δl＝Δl₀-Δl₁

F_弹＝kΔl

F_锚1＝F_冲-F_弹y1-F_弹y2

ΔF_锚＝F_锚1-F_锚0

联立得锚固强度差额ΔF_锚的表达式为：

式中：Δl₀为弹簧初始形变量，x₀为初始螺纹钢杆刻度，x₁为冲击后螺纹钢杆刻度，l₀为弹簧原长，

为两个弹簧的弹簧轴线与竖向夹角，Δl为冲击后的总弹簧形变量，F_弹y为弹簧弹力沿竖直方向的分量，F_锚1为冲击后不发生破坏所需的锚固力，F_锚0为螺纹钢杆锚固力设计值；锚固强度差额ΔF_锚为螺纹钢杆后续设计以及系统维护更换提供依据。

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